Revista >> Aprilie 2025 [Nr. 272] >> Cercetare & Invatamant superior

Contribuția COMOTI la dezvoltarea industriei spațiale

Radu Mihalache, Theodora Andreescu, Razvan Nicoara, Razvan Carlanescu – INCD Turbomotoare COMOTI

15 Aprilie 2025

Industria spațială reprezintă astăzi un domeniu strategic de vârf, în care se întâlnesc știința, tehnologia avansată, economia și geopolitica. Explorarea și utilizarea spațiului cosmic nu mai sunt apanajul exclusiv al marilor puteri, ci implică tot mai multe țări care își dezvoltă propriile capabilități și contribuie la eforturile internaționale. România face parte din acest efort comun, atât prin apartenența sa la organisme internaționale precum Agenția Spațială Europeană (ESA), cât și prin dezvoltarea internă a unui ecosistem național format din instituții de cercetare, companii private și universități cu preocupări în domeniul aerospațial.

Unul dintre actorii de bază ai acestui ecosistem românesc este Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare Turbomotoare – COMOTI, entitate specializată în proiectarea, dezvoltarea și testarea de echipamente și produse destinate domeniilor aviație, spațiu, apărare sau energetic. Cu o tradiție solidă în domeniul aeronautic și energetic, COMOTI și-a extins, în ultimii ani, activitatea și în domeniul spațial, participând la proiecte europene și naționale care vizează tehnologii specifice mecanismelor, propulsiei, structurilor metalice sau din materiale compozite, tehnologiilor de printare aditivă sau dezvoltarea de echipamente utilizate în aplicații la sol.
Implicarea COMOTI în domeniul spațial nu este una întâmplătoare, ci vine ca rezultat al unei expertize consolidate în cercetarea aplicată, ingineria aerospațială de înaltă precizie și testarea avansată. Institutul a participat la numeroase proiecte finanțate de ESA ca și unic contractor sau în colaborare cu parteneri internaționali, contribuții ce vor fi prezentate succint în cadrul acestui articol.
Aceste proiecte demonstrează capacitatea COMOTI de a colabora la nivel internațional și de a inova în direcția dezvoltării unor tehnologii esențiale pentru viitorul explorării spațiale. Prin astfel de inițiative, România își consolidează poziția ca partener activ și relevant în cercetarea spațială, iar COMOTI se dovedește a fi un pilon strategic în această construcție națională.

Infrastructură de cercetare-dezvoltare de nivel european
Un element esențial care permite implicarea activă a COMOTI în proiecte din domeniul spațial este infrastructura sa de cercetare, asamblare și testare, în care se investește în mod constant. Institutul dispune de facilități moderne, capabile să susțină atât dezvoltarea de produse experimentale, cât și asamblarea, respectiv testarea în condiții relevante a echipamentelor destinate mediilor extreme, precum cele întâlnite în spațiu.

Printre cele mai importante facilități ale infrastructurii COMOTI se numără:
• Echipamente de prelucrare avansată (CNC) și imprimare aditivă, utile la realizarea de prototipuri și piese complexe cu precizie ridicată.
• Cameră curată ISO 8 și ISO 7, dotată cu echipamente specifice pentru desfășurarea activităților de asamblare și teste funcționale.
• Laborator de acustică și vibrații pentru testarea și măsurarea răspunsului propriu al componentelor satelitare expuse la solicitările mecanice extreme specifice fazei de lansare în spațiu. Laboratorul include și o facilitate dedicată pentru testarea la șocuri.
• Facilitate de testare în vid termic șipresiune scăzută, care permite validarea funcționării componentelor în condiții similare celor din spațiul extraterestru (Φ 400 mm (-70°C ÷ 180°C, vacuum <1*10E-5)).
• Stand de testare turbopompe pentru sisteme de propulsie specifice lansatoarelor.
Toată această infrastructură a fost dezvoltată prin investiții constante și este certificată la standarde internaționale, ceea ce permite COMOTI să participe la proiecte ESA și să fie un partener de încredere în consorții internaționale. Pe lângă infrastructura fizică, institutul beneficiază de o echipă multidisciplinară de specialiști care asigură capacitatea de a aborda întregul lanț de dezvoltare al unui produs destinat domeniului spațial, de la concept și simulări numerice până la testare și validare în condiții relevante.
Un exemplu concret prin care se evidențiază orientarea COMOTI pentru dezvoltarea de intrastructuri speciale este standul de testare a turbopompelor pentru sisteme de propulsie dedicate lansatoarelor.
În cadrul eforturilor susținute de modernizare a infrastructurii de cercetare, COMOTI dezvoltă un stand de testare dedicat turbopompelor de mare turație, componente esențiale ale motoarelor cu combustibil lichid utilizate în lansările spațiale. Proiectul face parte din strategia institutului de consolidare a capacităților de testare și validare pentru tehnologii avansate, având ca scop optimizarea performanțelor sistemelor de propulsie pentru lansatoare.
COMOTI a dezvoltat acest stand unic în România pentru a sprijini activitățile derulate în parteneriat cu compania italiană AVIO, în cadrul programului dedicat lansatorului VEGA-E finanțat de ESA. În prima etapă, a fost realizată o instalație care permite testarea pompelor cu apă ca fluid de lucru, în condiții de similitudine, folosind un motor electric special și un multiplicator de turație. Ulterior, capacitățile standului au fost extinse prin integrarea unei linii de azot, care permite testarea și validarea completă a funcționării turbopompelor – partea de turbină fiind acționată cu azot, iar pompa vehiculând apă.
Proiectul a trecut cu succes de testele preliminare, iar în aprilie 2025 este programată integrarea unei turbopompe livrate de partenerii italieni, marcând începutul unei noi faze de teste și validări experimentale. Acest progres consolidează poziția COMOTI de actor relevant în domeniul spațial european, cu capabilități tehnologice avansate și unice în testarea și dezvoltarea componentelor critice pentru sistemele de propulsie ale lansatoarelor.

Proiecte reprezentative
În completarea eforturilor axate pe infrastructură critică, COMOTI este activ și în dezvoltarea unor tehnologii de propulsie spațială avansată, prin proiecte care vizează aplicații viitoare din cadrul ecosistemului spațial european.
Un exemplu relevant este implicarea institutului în dezvoltarea de sisteme de propulsie versatile pentru vehicule de transport spațial (ISTV – In Space Transportation Vehicles), în cadrul programului ESA, FLPP (Future Launchers Preparation Programm). Aceste motoare sunt proiectate pentru a răspunde cerințelor unui ecosistem spațial integrat, incluzând transportul de sarcini utile, aprovizionarea bazelor lunare și marțiene, mentenanță orbitală și eliminarea deșeurilor spațiale. COMOTI coordonează acest proiect, ce vizează dezvoltarea unor sisteme de propulsie criogenice, cu accent pe motorul principal și configurațiile de propulsoare RCS (Reaction Control System), în colaborare cu parteneri internaționali, consolidând contribuția României la viitorul mobilității spațiale.

COMOTI coordonează și un proiect dedicat dezvoltării unui sistem de propulsie electromagnetică cu unde helicon, destinat platformelor satelitare pe orbită foarte joasă (VLEO – Very Low Earth Orbit). Tehnologia, dezvoltată în cadrul programului ESA-ARTES, urmărește eficientizarea zborului orbital prin utilizarea resurselor atmosferice și integrarea în viitoare platforme ABEP (Atmospheric-Breathing Electric Propulsion). Tehnologia dezvoltată are potențialul de a crește eficiența energetică și de a reduce costurile de lansare, prin utilizarea directă a resurselor din mediul orbital.

O arie importantă din activitatea COMOTI destinată domeniului spațial urmărește implementarea unor sisteme de propulsie chimică de mici dimensiuni, bazate pe electroliza apei, cu aplicabilitate în controlul poziției și atitudinii platformelor satelitare. Aceste sisteme includ un electrolizor care descompune apa în hidrogen și oxigen, gaze ce sunt ulterior stocate și utilizate într-un propulsor chimic compact. Întregul ansamblu este conceput pentru a funcționa autonom, fără componente suplimentare de recirculare sau separare, contribuind astfel la simplificarea și miniaturizarea soluțiilor propulsive pentru diverse aplicații spațiale.

În paralel, se desfășoară cercetări dedicate dezvoltării unor tehnologii avansate de ardere, bazate pe unde de detonație staționare (Standing Detonation Waves – SDW). Aceste tehnologii permit obținerea unor presiuni și temperaturi mult mai ridicate comparativ cu arderea convențională, oferind potențialul de a crește semnificativ impulsul specific și eficiența generală a motoarelor rachetă. Activitățile actuale sunt axate pe testarea și validarea experimentală a acestor procese în condiții de laborator, cu scopul de a identifica parametrii optimi de funcționare și de a integra tehnologia într-o configurație operațională.

În sprijinul explorării lunare
În cadrul COMOTI există în implementare și numeroase proiecte destinate misiunilor de explorare sau științifice din cadrul ESA. Mai jos se prezintă contribuția COMOTI la explorarea lunară: Macara pentru modulul lunar Argonaut.
Unul dintre cele mai ambițioase proiecte la care COMOTI ia parte în prezent marchează un moment definitoriu pentru implicarea României în programul european de explorare spațială: dezvoltarea unui echipament robotic de manipulare – un sistem tip macara (denumit „Loader”) – ce va fi integrat pe modulul lunar specific misiunii Argonaut, derulată sub coordonarea Agenției Spațiale Europene (ESA).
Modulul Argonaut reprezintă o componentă-cheie a strategiei ESA pentru revenirea și stabilirea unei prezențe sustenabile pe Lună. Proiectat să transporte echipamente, materiale și încărcături utile între Pământ și suprafața lunară, acest modul va fi esențial pentru viitoarele misiuni cu echipaj uman, baze științifice sau operațiuni robotice de durată. În acest context, capacitatea de a manipula automatizat sau controlat de la distanță încărcături pe solul lunar devine vitală, iar aici intervine contribuția COMOTI.
COMOTI, în calitatea acestuia de coordonator, va lucra împreună cu Initium Space și este responsabil pentru proiectarea și dezvoltarea unui sistem denumit „Loader” – o macara robotică adaptată pentru gravitația scăzută și condițiile extreme ale mediului lunar. Aceasta va avea rolul de a descărca echipamente de la bordul modulului Argonaut, de a manipula containere sau instrumente științifice, și va trebui să funcționeze autonom sau semiautonom, cu un grad înalt de fiabilitate și precizie.
Implicarea în acest proiect evidențiază nivelul de încredere și maturitate tehnologică atins de COMOTI, care nu doar că participă la o misiune spațială de referință, dar contribuie direct la infrastructura operațională de pe Lună – o premieră pentru România. Este un pas major înainte pentru industria aerospațială românească, dar și o dovadă că expertiza dezvoltată local poate avea aplicații într-unul dintre cele mai provocatoare medii din sistemul solar.